Вчені-фізики створили настільний варіант гармати, що стріляє антиречовиною
Міжнародна група вчених-фізиків, очолювана вченими з Мічиганського університету, домоглася успіху у створенні настільної малогабаритної установки, свого роду "гармати", яка стріляє короткочасними імпульсами випромінювання, що складається з позитронів, частинок антиматерії, які є дзеркальним відображенням нормальних електронів. У статті, опублікованій на сторінках видання Physical Review Letters, група описує принципи, використані при створенні гармати, що стріляє антиматерией, приводять її характеристики і вказують на області і цілі, для досягнення яких може використовуватися така установка.
Позитрони, анти-електрони, на Землі створюються за допомогою різних наукових установок у лабораторіях, де проводяться дослідження в області ядерної та фундаментальної фізики. Крім цього в природі існують, правда, дуже нетривалий час, позитрони природного походження, які знаходяться в потоках випромінювання, извергаемого в простір пульсарами і чорними дірами.
До останнього часу для отримання потоку позитронів використовувалися надзвичайно великі і дорогі наукові установки. Одна з таких установок є прискорювачем частинок в CERN, інша подібна установка була побудована в стінах Ліверморської національної лабораторії. Ця установка створює потік позитронів за рахунок "стрілянини" надзвичайно потужним лазером по крихітному золотого диску.
Основою нового малогабаритного джерела антиматерії стала робота вчених-фізиків з Техаського університету в Остіні, які створили малогабаритний потужний прискорювач частинок. Взявши за основу оригінальну ідею, вчені з Мічиганського університету створили пристрій, завдовжки близько метра, яке здатне виробляти короткочасні спалахи, що складаються з електронів та позитронів, які дуже нагадують спалаху, що випускаються чорними дірами і пульсарами.
Для того, щоб створити потік антиматерії вчені сфокусували світло петаваттного імпульсного лазера на обсязі, заповненому інертним газом гелієм. Спалахи лазерного світла стають джерелом потоку електронів, що переміщаються з дуже високою швидкістю. Ці електрони з допомогою деяких методів спрямовані на тонкий лист металевої фольги, де вони стикаються з окремими атомами металу. Зіткнення призводять до появи позитронів, які рухаються в напрямку, в якому рухалися до цього електрони, і за допомогою магнітної відхиляючої системи промінь з позитронів і електронів розділяється, електрони уловлюються спеціальної пасткою, а позитрони випромінюються назовні установки.
Дослідники повідомляють, що тривалість кожного імпульсу антиматерії, що виробляється їх "гарматою", триває близько 30 фемтосекунд, кожен імпульс містить від одного до декількох квадрильйонів позитронів, що цілком порівнянно з результатами, одержуваними на більш великий і дорогої установці CERN.
За допомогою нового джерела вчені зможуть провести безліч різноманітних експериментів з вивчення властивостей антиматерії. Завдяки тому, що промінь антиречовини, що виробляється їх установкою, досить походить на випромінювання від деяких космічних об'єктів, вчені зможуть змоделювати в лабораторіях на Землі умови, які існували до цього тільки в космосі поблизу чорних дір і пульсарів. Це дозволить їм обчислити рівні енергії потоків космічного випромінювання, як частинки антиматерії ведуть себе, реагуючи на своєму шляху зі звичайною матерією, і багато інших фундаментальних питань фізики і астрофізики.